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河北建筑工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 指導(dǎo)教師：孫有亮 設(shè)計(jì)題目：小型電動(dòng)助力播種機(jī)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)人：張亞東 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說明 結(jié)果 前言 播種機(jī)的常識(shí)和技術(shù)現(xiàn)狀 農(nóng)業(yè)技術(shù)要求 播種機(jī)的性能指標(biāo) 播種機(jī)的分類 播種機(jī)的發(fā)展歷史 播種方式及常見播種類型 條播 穴播 撒播 精密播種 聯(lián)合作業(yè)機(jī)和免耕播種 播種工作過程和機(jī)械構(gòu)造 工作過程 機(jī)械構(gòu)造 開溝裝置 排種裝置 覆土和鎮(zhèn)壓裝置 輔助裝置 播種機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)? 總體設(shè)計(jì) 概述 設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)任務(wù) 技術(shù)要求 工作要求 設(shè)計(jì)目的 動(dòng)力方案選擇 方案一 方案二 方案三 設(shè)計(jì)題目分析及設(shè)計(jì)思想 設(shè)計(jì)主參數(shù)及機(jī)構(gòu)類型確定 工作速度 播量的確定 穴間粒數(shù)和株距的計(jì)算 下種量的計(jì)算 種、肥箱的容積 機(jī)架設(shè)計(jì) 工作幅度 排種、排肥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 排種器 對(duì)排種器的要求 排種器的工藝實(shí)質(zhì) 窩眼式排種器 外槽輪式排種器 圓盤式排種器 氣吸式排種器 開溝器設(shè)計(jì) 播種機(jī)常用開溝器 對(duì)開溝器的技術(shù)要求 鋤鏟式開溝器 圓盤式開溝器 覆土器設(shè)計(jì) 鎮(zhèn)壓輪設(shè)計(jì) 地輪設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)及播種技術(shù)措施 傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖 傳動(dòng)原理 技術(shù)措施 播種均勻性和各行排量一致性措施 降低破種率的措施 在排種器處采取措施 在排種過程中采取措施 種肥同播時(shí)，肥料的利用率 一般施肥方法有 我的施肥技術(shù)措施 零部件設(shè)計(jì) 種箱及肥箱的設(shè)計(jì) 開溝器設(shè)計(jì)及校核 犁鏵校核 排種器排種裝置 地輪參數(shù)確定 輪子直徑和輪輞寬度的確定 輪子滾動(dòng)阻力計(jì)算 電機(jī)選擇及鏈輪設(shè)計(jì) 電機(jī)總功率確定 計(jì)算牽引力 電動(dòng)機(jī)選擇 傳動(dòng)比確定 外槽輪轉(zhuǎn)速 地輪軸轉(zhuǎn)速 車輪滑轉(zhuǎn)系數(shù) 鏈輪選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算 鏈輪齒數(shù)的確定 鏈輪設(shè)計(jì)計(jì)算 小鏈輪設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)功率 特定條件下單排鏈條傳遞的功率 鏈條節(jié)距p 初定中心距 以節(jié)距計(jì)的初定中心距 鏈條節(jié)數(shù) 鏈條長(zhǎng)度L 計(jì)算中心距 實(shí)際中心距a 鏈條速度v 有效圓周力 作用在軸上的力F 分度圓直徑 齒頂圓直徑 潤(rùn)滑方式 驗(yàn)算軸孔直徑和輪凸緣直徑 鏈輪齒數(shù)的確定 分度圓直徑 鏈條節(jié)數(shù) 鏈條長(zhǎng)度L 鏈條速度v 潤(rùn)滑方式 中間軸齒數(shù)的確定 分度圓直徑 鏈條節(jié)數(shù) 鏈條長(zhǎng)度 后軸速度 潤(rùn)滑方式 鏈輪校核計(jì)算 地輪軸設(shè)計(jì) 地輪軸設(shè)計(jì) 軸的受力分析 驅(qū)動(dòng)輪所需轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 排種（肥）軸所需轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 地輪軸所受的力的計(jì)算 地輪軸所受的力的計(jì)算 后軸所受的力的計(jì)算 軸承受力分析 軸的簡(jiǎn)化圖 受力簡(jiǎn)圖 水平受力 水平彎矩圖 垂直面的受力簡(jiǎn)圖 垂直面的彎矩圖 合成彎矩圖 軸的轉(zhuǎn)矩圖 合成當(dāng)量彎矩圖 鍵的校核 減速器處鍵的設(shè)計(jì)及校核 鏈輪處鍵的設(shè)計(jì)及校核 軸承的校核 壽命計(jì)算 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 計(jì)算軸承壽命 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 電氣設(shè)計(jì)的一般原則 注意對(duì)設(shè)計(jì)完的線路的審核 電氣元件的選擇 電機(jī)的選擇 控制按鈕的選擇 播種機(jī)使用 播種量調(diào)整 實(shí)際操作說明 作業(yè)前的準(zhǔn)備 播種量試驗(yàn)與調(diào)整 中耕作物播種量試驗(yàn)調(diào)整 播種機(jī)機(jī)組人員準(zhǔn)備 播種機(jī)組的試播及作業(yè) 試播 作業(yè) 作業(yè)的安全規(guī)則 播種機(jī)的保養(yǎng)與保管 保養(yǎng) 保管 播種質(zhì)量檢查 播種量及播種均勻性檢查 斷條率和空穴率 播種深度檢查 行距檢查 穴播機(jī)播量調(diào)整 第1章 前言 1.1 播種機(jī)的常識(shí)和技術(shù)現(xiàn)狀 以作物種子為播種對(duì)象的機(jī)械稱為種植機(jī)械，即播種機(jī)械。農(nóng)業(yè)是關(guān)系國計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，而播種作業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中六大環(huán)節(jié)之一，播種機(jī)械化是農(nóng)業(yè)機(jī)械化過程中最為復(fù)雜，也是最為重要的工作。播種機(jī)械所面對(duì)的播種方式、作物種類和品種變化繁多，這就需要播種機(jī)械有較強(qiáng)的適應(yīng)性并且能滿足不同種植要求的工作性能。 播種機(jī)一般由機(jī)架、牽引或懸掛裝置、種子箱、排種器、傳動(dòng)裝置、輸種管、開溝器、行走輪和覆土鎮(zhèn)壓裝置等組成。其中影響播種質(zhì)量的主要是排種裝置和開溝器。 1.機(jī)械播種的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求： 1)播量符合要求且準(zhǔn)確，排種（排肥）均勻穩(wěn)定，穴距及每穴粒數(shù)均勻。 2)播深符合要求且均勻一致，種子應(yīng)播在濕土上，用濕土覆蓋，無露籽現(xiàn)象，覆土均勻，干早地區(qū)播后應(yīng)同時(shí)鎮(zhèn)壓，以利保墑。 3)播行直，行距一致，地頭整齊，不重不漏。 4)盡量采用聯(lián)合作業(yè)。 2.播種機(jī)的性能指標(biāo)：排量穩(wěn)定性、各行排量一致性、排種均勻性和播種均勻性、穴粒數(shù)合格率、粒距合格率、播深穩(wěn)定性、種子破損率。 3.播種機(jī)的分類： 播種機(jī)的種類很多，一般可按下列方法進(jìn)行分類。 1)按播種方式分為撒播機(jī)、條播機(jī)、穴播機(jī)和精密播種機(jī)。 2)按適應(yīng)作物分為谷物播種機(jī)、中耕作物播種機(jī)及其他作物播種機(jī)。 3)按聯(lián)合作業(yè)分為施肥播種機(jī)、播種中耕通用機(jī)、旋耕播種機(jī)、旋耕鋪膜播種機(jī)。 4)按動(dòng)力聯(lián)接方式分為牽引式、懸掛式和半懸掛式。 5)按排種原理分為機(jī)械式、氣力式和離心式播種機(jī)。 公元前1世紀(jì),中國已推廣使用耬，這是世界上最早的條播機(jī)具，至今仍在北方旱作區(qū)廣泛應(yīng)用（如圖1—1）。 圖1—1三耬車 歐洲第一臺(tái)播種機(jī)于1636年在希臘制成。1830年，俄國人在畜力多鏵犁上加裝播種裝置制成犁播機(jī)。英、美等國在1860年以后開始大量生產(chǎn)畜力谷物條播機(jī)。20世紀(jì)以后相繼出現(xiàn)了牽引和懸掛式谷物條播機(jī)，以及運(yùn)用氣力排種的播種機(jī)。1958年挪威出現(xiàn)第一臺(tái)離心式播種機(jī)，50年代以后逐步發(fā)展各種精密播種機(jī)（如圖1—2）。 圖1—2氣吸式播種機(jī) 中國在20世紀(jì)50年代從國外引進(jìn)谷物條播機(jī)、棉花播種機(jī)等，60年代先后研制成功懸掛式谷物播種機(jī)（如圖1-3）、離心式播種機(jī)、通用機(jī)架播種機(jī)和氣吸式播種機(jī)等多種機(jī)型,并研制成功了磨紋式排種器。到70年代,已形成播種中耕通用機(jī)和谷物聯(lián)合播種機(jī)兩個(gè)系列并投入生產(chǎn)。供谷物、中耕作物、牧草、蔬菜用的各種條播機(jī)和穴播機(jī)都已得到推廣使用。與此同時(shí)，還研制成功了多種精密播種機(jī)。 圖1—3 國內(nèi)常見的谷物播種機(jī) 1.2 播種方式及常見播種類型 播種方式應(yīng)根據(jù)作物品種和當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)要求而定，并隨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展。基本播種方式有：條播、穴播（點(diǎn)播）、撤播、精密播種、及聯(lián)合作業(yè)播種機(jī)五種。 與播種方式對(duì)應(yīng)，播種機(jī)主要有谷物條播機(jī)、玉米穴播機(jī)、棉花穴播機(jī)、牧草撒播機(jī)等。這幾種機(jī)型的輔助部件基本相同，只是其核心工作部件——排種器有較大差異。 1.2.1條播： 按要求的行距、播深和播量將種子播成條行，稱為條播。條播一般不計(jì)較種子粒距，只注意一定長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)的粒數(shù)。條播的作物便于進(jìn)行中耕除草、追肥、噴藥等田間管理工作，故應(yīng)用廣泛。條播根據(jù)作物生長(zhǎng)習(xí)性不同，有窄行條播、寬帶條播、寬窄行條播等不同形式。其條播機(jī)主要用于谷物、蔬菜、牧草等小粒種子的播種作業(yè)。 1.2.2穴播（點(diǎn)播）： 按規(guī)定的行距、穴距、播深將種子定點(diǎn)播入土中，稱為點(diǎn)播。在地上定點(diǎn)掘穴，將幾粒種子成簇的播入種穴，稱為穴播。這種播種方法可保證苗株在田間分布合理、間距均勻。較條播節(jié)省種子。成簇播種可以提高出苗能力。每穴可播 1粒或多粒種子，分別稱單粒精播和多粒穴播。其穴播機(jī)主要用于玉米、棉花、甜菜、向日葵、豆類等需要中耕的作物,通常又稱中耕作物播種機(jī)。 1.2.3撒播： 將種子按要求的播量撒布于地表，稱為撒播。撒播時(shí)種子分布不太均勻，且不能完全被土覆蓋，因出苗率低。常用的撒播機(jī)為離心式撒播機(jī)，一般用農(nóng)用機(jī)械牽引，由種子箱及其下方的一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的撒布輪構(gòu)成。撒布輪由地輪通過鏈條傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)。種子由種子箱落到撒布輪上，在離心力作用下沿切線方向撒出,播幅可達(dá)8～12米，但作業(yè)粗放,種子不易播勻,且露于地表，易遭鳥獸啄食。撒播機(jī)也可用以施撒粉狀或粒狀肥料、石灰及其他物料。其撒播裝置也可安裝在農(nóng)用飛機(jī)上使用。 1.2.4精密播種： 以精確的播種量、株行距和深度，將種子播入土中，稱為精密播種。具有節(jié)省種子、免除出苗后的間苗作業(yè)、使每株作物的營(yíng)養(yǎng)面積均勻等優(yōu)點(diǎn)。多為單粒穴播和精確控制每穴粒數(shù)的多粒穴播。一般在穴播機(jī)各類排種器的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。如改進(jìn)窩眼輪排種器上孔型的形狀和尺寸，使其只接受一粒種子并防止空穴；將排種器與開溝器直接連接或置于開溝器內(nèi)以降低投種高度，控制種子下落速度，避免種子彈跳；在水平圓盤排種器上加裝垂直圓盤式投種器，以改變投種方向和降低投種高度，避免種子位移;在雙圓盤式開溝器上附裝同位限深輪,以確保播種深度穩(wěn)定。多粒精密穴播機(jī)是在排種器與開溝器之間加設(shè)成穴機(jī)構(gòu)，使排種器排出的單粒種子在成穴機(jī)構(gòu)內(nèi)匯集成精確數(shù)量的種子群，然后播入種 溝。此外，還研制了一些新的結(jié)構(gòu)，如使用事先將單粒種子按一定間距固定的紙帶播種，或使種子從一條垂直回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的環(huán)形橡膠或塑料制種帶孔排入種溝等。 1.2.5聯(lián)合作業(yè)和免耕播種： 如在谷物條播機(jī)上加設(shè)肥箱、排肥器和輸肥管，即可在播種的同時(shí)施肥，稱為聯(lián)合作業(yè)和免耕播種。與土壤耕作、噴撒殺蟲劑和除莠劑、鋪塑料薄膜（地膜覆蓋機(jī)械）等項(xiàng)作業(yè)聯(lián)合組成的聯(lián)合作業(yè)機(jī)，有的能一次完成土壤播前耕作、施種肥、土壤消毒、開排水溝、播種、施殺蟲劑和除莠劑等項(xiàng)作業(yè)。免耕播種機(jī)是在前茬作物收獲后的茬地上直接開出種溝播種，也稱直接播種機(jī)或硬茬播種機(jī)，可防止土壤流失，節(jié)約能源，降低作業(yè)成本，多用于谷物、牧草和青飼玉米等作物的播種作業(yè)。 1.3 播種工作過程和機(jī)械構(gòu)造 1.3.1工作過程 作物的播種過程主要由開溝、排種、覆土三個(gè)基本工序組成，因此作為一般播種機(jī)來講，它的工作部件必須具有開溝裝置、排種裝置和覆土裝置。除此之外還應(yīng)有許多附屬部件來保證上述三項(xiàng)工作的完成，主要包括機(jī)架、行走輪、傳動(dòng)裝置和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等(如圖1—4)。 圖1—4 播種機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1—機(jī)架 2—鎮(zhèn)壓輪 3—覆土器 4—開溝器 5—行走裝置（地輪） 6—傳動(dòng)裝置 7—排種器 8—種箱 播種機(jī)的具體工作過程如下：播種機(jī)前進(jìn)過程中，地面帶動(dòng)地輪轉(zhuǎn)動(dòng)，地輪通過鏈條帶動(dòng)排種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，種子由種子箱進(jìn)入排種器中，排種器按一定播種量將種子排出，經(jīng)輸種管落到開溝器所開出的溝底，當(dāng)覆土器走過之后，溝兩側(cè)的土壤落下覆蓋在種子上，最后鎮(zhèn)壓輪使土壤壓實(shí)。 1.3.2機(jī)械構(gòu)造 播種機(jī)的基本裝置包括開溝裝置、排種裝置和覆土及鎮(zhèn)壓裝置。 1. 開溝裝置 開溝器是用來在整好的田地上開出種溝或掘出種穴。對(duì)開溝器的要求是：開溝直，掘穴整齊，深度一致且符合規(guī)定，不亂土，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力小。常用開溝裝置的形狀可分兩大類，有鋤鏟式開溝器和圓盤式開溝器。鋤鏟式又可分為銳角開溝器和鈍角開溝器；而圓盤式開溝器有雙圓盤開溝器和單圓盤開溝器兩種。 2.排種裝置 排種器是用來將種子由種子箱中按要求均勻地和等量地排入輸種管，落入溝底。對(duì)排種器的要求是：均勻播種，播種量穩(wěn)定，不損傷種子，不會(huì)因工作條件改變而改變播量，通用性好且使用范圍大。對(duì)輸種管的要求是：對(duì)種子流的干擾小，可以伸縮并隨意撓曲。播種機(jī)能工作情況如何，在很大程度上取于排種器的設(shè)計(jì)。 目前常見的排種器總共分為二大類： 1)條播排種器：槽輪式、磨盤式、離心式、氣吸式 2)穴播排種器：型孔盤式、型孔輪式、氣吸式。 3. 覆土和鎮(zhèn)壓裝置 種子播下后需要覆蓋一定厚度的土壤并鎮(zhèn)壓。在開溝過程中，當(dāng)開溝器走過之后，溝壁的一部分土壤能自行回落，蓋住種子。但是僅靠自行回落的土來覆蓋是不夠的，故在開溝器后面需加裝覆土或者培土鎮(zhèn)壓的裝置。對(duì)覆土器的要求是：覆土深度一致，在覆土?xí)r不改變種子在種溝內(nèi)的位置。 常見的覆土裝置是覆土鏈，它是由幾節(jié)鐵鏈和一、兩個(gè)鐵環(huán)串聯(lián)而成。這種復(fù)土鏈適于淺覆土，沒有鎮(zhèn)壓和培土作用。若還需鎮(zhèn)壓則可在這之后再聯(lián)結(jié)一木制或焊接的鼓形鎮(zhèn)壓器。另一種常見的覆土裝置是覆土輪，由兩個(gè)傾斜的輪由側(cè)向播行中心線滾擠，實(shí)現(xiàn)覆土，并有鎮(zhèn)壓作用，覆土較厚，效果也好。 4.輔助裝置? 為保證行距一致，在播種機(jī)上需裝有劃印器，在未播地上劃出印跡，以便指引機(jī)組下一行程的路線。有的播種機(jī)還裝有排種監(jiān)測(cè)裝置，自動(dòng)監(jiān)視每個(gè)排種器的工作狀態(tài)，以便及時(shí)排除。 1.4 播種機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 播種機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)向大型機(jī)械化和小型專業(yè)化兩個(gè)方向發(fā)展。 在發(fā)展大功率拖拉機(jī)的地區(qū)趨向于進(jìn)一步增大播種機(jī)的工作幅寬和作業(yè)速度，改善高速作業(yè)下的播種質(zhì)量。對(duì)不同種子、播量、株距以及各種土壤和地面條件的通用性和適應(yīng)性正進(jìn)一步擴(kuò)大同時(shí)各種聯(lián)合作業(yè)機(jī)和免耕播種機(jī)也在繼續(xù)發(fā)展（如圖1—5）。 圖1—5 國外大型精密播種機(jī) 小型專業(yè)播種機(jī)將更廣泛地被應(yīng)用于玉米、甜菜、棉花、豆類和某些蔬菜作物。排種器零件的制造精度將不斷提高，并更多地采用可以在發(fā)生異常情況下及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)的電子監(jiān)視裝置。此外，播種方法也在不斷改進(jìn)，如采用蠕動(dòng)泵排種的膠液播種法，可免除不良土壤條件對(duì)種子發(fā)芽的影響，還能同時(shí)施用農(nóng)藥、肥料等。 隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷推進(jìn)，各地的溫室大棚也越建越多，大棚耕作機(jī)械成了農(nóng)戶耕作的急需品。但國內(nèi)現(xiàn)有的大棚耕作機(jī)械顯現(xiàn)出機(jī)型不多、應(yīng)用不方便的特點(diǎn)，且多為借用現(xiàn)有的露地用小型耕作機(jī)械。 近幾年針對(duì)溫室、大棚等特殊耕作環(huán)境，國內(nèi)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)廠家研制生產(chǎn)了一些小型耕作機(jī)械。但產(chǎn)品大多存在體積大、操作不靈便、轉(zhuǎn)彎半徑過大、在邊角地帶無法工作、漏耕嚴(yán)重、生產(chǎn)效率低、適應(yīng)性較差等缺陷，在作業(yè)性能、可靠性和耐久性等方面也都存在一些問題。由于多數(shù)以柴油機(jī)為動(dòng)力源，這樣在封閉的條件下，農(nóng)產(chǎn)品也受到排放污染，這樣產(chǎn)量與產(chǎn)品品質(zhì)都受到影響，而且在動(dòng)力裝置自身上消耗的功率也不可忽視。 相比之下，國外設(shè)施農(nóng)業(yè)耕作機(jī)械技術(shù)非常成熟，其機(jī)械作業(yè)性能穩(wěn)定、功能齊全、小巧輕便，但進(jìn)口機(jī)型價(jià)格高，一般每臺(tái)在7000元以上，而且配件不全，維修服務(wù)跟不上。我國生產(chǎn)的多功能農(nóng)田管理機(jī)一般比國外的同類機(jī)型價(jià)格低一半，但其質(zhì)量往往又讓消費(fèi)者擔(dān)心。 設(shè)施內(nèi)作物的栽培方法各種各樣，與之配套的作業(yè)機(jī)械也各不相同。設(shè)施內(nèi)缽苗栽植技術(shù)的關(guān)鍵是缽苗移栽機(jī)，配套機(jī)械主要有穴盤育苗、缽盤育苗設(shè)備及高效機(jī)械化制缽機(jī)等。我國目前尚無此類小型機(jī)械，因此國內(nèi)目前急需開發(fā)小型精密或精量播種機(jī)。 第2章 總體設(shè)計(jì) 2.1 概述 總體設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它是對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械的總的設(shè)想，總體設(shè)計(jì)的成敗，關(guān)系到整部機(jī)械的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，直接決定了機(jī)械設(shè)計(jì)的成敗。 總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)的進(jìn)行，一般由主任工程師（或總工程師）主持進(jìn)行。在接受設(shè)計(jì)任務(wù)以后，應(yīng)進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究，收集國內(nèi)外同類機(jī)械的有關(guān)資料，了解其使用、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和科研情況，并進(jìn)行分析和比較，制定總的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)保證所設(shè)計(jì)機(jī)型符號(hào)有關(guān)的方針、政策，在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，力求結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)性好、壽命長(zhǎng)。 總體設(shè)計(jì)原則： 1.遵守“三化”：零件標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化、部件通用化。 2.采用“四新”：新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝。 3.滿足“三好”：好制造、好使用、好維修。 制定總則之后，便可以編制設(shè)計(jì)任務(wù)書，在調(diào)研的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，從優(yōu)選擇總體方案，以確保設(shè)計(jì)的成功。 本設(shè)計(jì)是小型電動(dòng)播種機(jī)設(shè)計(jì)。把人力或拖拉機(jī)動(dòng)力改為直流電機(jī)動(dòng)力，減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率，縮小了轉(zhuǎn)彎半徑，減少了碳排放和噪聲污染，符合環(huán)保發(fā)展的觀念，降低了作業(yè)成本，四輪驅(qū)動(dòng)和兩輪驅(qū)動(dòng)方便轉(zhuǎn)換，增強(qiáng)了松軟土壤作業(yè)的適應(yīng)性和機(jī)動(dòng)能力。便于設(shè)施種植和有電力條件的農(nóng)田使用。 2.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 技術(shù)要求：播種深度20~60mm連續(xù)可調(diào)，播種行距200~500mm連續(xù)可調(diào)，播種穴距0~500mm可調(diào)，種子破碎率和播種均勻度符合國家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)要求達(dá)到結(jié)構(gòu)合理、生產(chǎn)成本低、能耗小，效率高，滿足工作性能，而且操作方便的目的。 工作要求：要求最大生產(chǎn)率為10畝／日。 2.3 設(shè)計(jì)目的 1．培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)和技能，分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力，熟悉生產(chǎn)技術(shù)工作的一般程序和方法。 2．培養(yǎng)學(xué)生懂得工程技術(shù)工作所必須的全局觀念、生產(chǎn)觀念和經(jīng)濟(jì)觀念，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。 3．培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)言文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)，進(jìn)行工程計(jì)算、圖樣繪制及編寫技術(shù)文件的能力。 2.4 動(dòng)力方案選擇 原播種機(jī)為人力或拖拉機(jī)為動(dòng)力帶動(dòng)的播種機(jī)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作速度慢，環(huán)境污染較為嚴(yán)重。我以直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力裝置，使其工作速度基本達(dá)到人的正常行走速度。 設(shè)計(jì)方案一：直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力裝置，單行播種（如圖2—1） 圖2—1單行播種 1.優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度便于控制，對(duì)操作人員技術(shù)要求不高，轉(zhuǎn)向方便，適用于小場(chǎng)地播種，作業(yè)阻力小，對(duì)環(huán)境無污染。 2.缺點(diǎn)：?jiǎn)涡胁シN，作業(yè)效率較低，工作總量大。 設(shè)計(jì)方案二：直流電機(jī)動(dòng)力，雙行播種（如圖2—2）。 圖2—2雙行播種 1.優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度便于控制，無污染，可以在封閉環(huán)境及開放環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間工作，作業(yè)阻力小，作業(yè)效率得到提高。 2.缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)向不便，能源利用率低，工作總量大。 設(shè)計(jì)方案三：直流電機(jī)動(dòng)力，三行播種 1.優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度便于控制，無污染，可以在封閉環(huán)境及開放環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間工作，作業(yè)效率高。 2.缺點(diǎn)：作業(yè)阻力大，工作總量小。 經(jīng)過比較，我選用直流電機(jī)動(dòng)力，雙行播種，兼顧效率和經(jīng)濟(jì)性。 2.5 設(shè)計(jì)題目分析及設(shè)計(jì)思想 現(xiàn)有的播種機(jī)向兩個(gè)方向發(fā)展：大型機(jī)械化和小型專業(yè)化。 大型拖拉機(jī)帶動(dòng)的播種機(jī)工作速度快，工作幅度大，工作效率高，適合平原及大型農(nóng)場(chǎng)；但不適合地域狹窄地帶及丘陵和封閉環(huán)境； 小型專業(yè)化播種機(jī)方便靈活，工作幅度較大型機(jī)械，適合丘陵山區(qū)和封閉環(huán)境，如溫室；而不適合大型農(nóng)場(chǎng)。 我的設(shè)計(jì)是電瓶提供能源的電動(dòng)播種機(jī)，向小型專業(yè)化發(fā)展，較人力播種機(jī)提高工作速度和工作效率，直流電動(dòng)機(jī)代替了拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)播種機(jī)，縮小了轉(zhuǎn)彎半徑，減少了碳排放和噪聲污染，降低了作業(yè)成本；四輪驅(qū)動(dòng)和兩輪驅(qū)動(dòng)方便轉(zhuǎn)換，增強(qiáng)了松軟土壤作業(yè)的適應(yīng)性和機(jī)動(dòng)能力。適合在小塊地域及封閉環(huán)境工作，節(jié)能環(huán)保。便于實(shí)施種植和無電力條件的農(nóng)田使用。同時(shí)人還可以提供一定的助力，以應(yīng)對(duì)土壤較硬，電機(jī)動(dòng)力不足的情況。 2.6 設(shè)計(jì)主參數(shù)及機(jī)構(gòu)類型確定 2.6.1工作速度 機(jī)動(dòng)播種機(jī)的工作速度主要取決于工作部件和行走裝置對(duì)速度快慢的適應(yīng)性，人力播種機(jī)取決于人的步進(jìn)速度，同時(shí)步進(jìn)速度還受負(fù)重大小的影響，負(fù)重大步進(jìn)速度就小，所以此機(jī)綜合考慮了兩方面的因素。 由《新編工程師手冊(cè)》查的人的正常步行速度為5km/h，以交流電機(jī)提供的動(dòng)力為主，遇到特殊情況時(shí)，速度會(huì)減慢，這樣由人力來提供額外的動(dòng)力來克服特殊阻力，正好可以彌補(bǔ)這一點(diǎn)；而同時(shí)總行進(jìn)速度不能高于人的正常速度，這樣會(huì)使工作者勞累的，假定人在工作程中是勻速前進(jìn)的，可將此播種機(jī)的速度定為3.6km/h（1m/s），稍低于人的正常步行速度。 2.6.2播量的確定 1. 穴間粒數(shù)和株距的計(jì)算 穴播株距的計(jì)算公式為： S =πD/Zi(1-ε) （2-1） 參考書【4】 P107 式中 S—穴距（㎝）； Z—排種輪型孔數(shù)（或槽孔數(shù)）； D—地輪直徑（m；） i—傳動(dòng)速比（i=n排/n地）； ε—滑移系數(shù)，一般取5%─9%。 2.下種量的計(jì)算 穴播時(shí)，首先確定株距、每穴粒數(shù)，然后將計(jì)算出的數(shù)據(jù)代入下列公式，可得畝播量(以玉米為例)： Q = m1δ/750bs （2-2） 參考書【4】 P107 式中 m1—每穴種子粒數(shù)（粒/穴） s—穴距（m） b—行距（m） δ—粒種子的千粒重（g） 2.6.3種、肥箱的容積 種箱容積應(yīng)使其所盛種量能供播種機(jī)工作較長(zhǎng)地段，其容積公式： V = QmaxBL/1333γ （2-3） 參考書【1】P65—44公式65.3—2 式中 Qmax—最大播量，斤/畝； B—工作幅寬（m），單體種箱時(shí)為行距； L—要求的地段長(zhǎng)度（m）； γ—種子容重（kg/L）。 2.6.4機(jī)架設(shè)計(jì) 機(jī)架設(shè)計(jì)為方鋼結(jié)構(gòu)，可承受開溝器的水平力、垂直力和扭力。開溝器分布在40X40mm的方梁上，這種結(jié)構(gòu)可便于播種行距的調(diào)整。方鋼結(jié)構(gòu)便于附屬機(jī)構(gòu)的安裝和相對(duì)位置的調(diào)整。 2.6.5工作幅度 綜合考慮人的體力、工作效率和工作地點(diǎn)等因素，在減輕人勞動(dòng)強(qiáng)度的前提下，盡量提高生產(chǎn)效率。 本設(shè)計(jì)采用同時(shí)播種兩溝即二犁鏵結(jié)構(gòu)，采用種肥同播設(shè)計(jì)，行間距為200-500mm連續(xù)可調(diào)。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約資源。在整機(jī)重量較小的情況下，加快工作速度，并且可以靈活操作。 2.6.6 排種、排肥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)于任何一種播種機(jī)來說，排種器是核心部分，是決定播種機(jī)工作質(zhì)量和工作性能優(yōu)劣的重要因素；播種機(jī)能否滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求或滿足程度如何，在很大程度上主要取決于排種器的設(shè)計(jì)和工作狀況。排種器是用來將種子由種子箱中均勻地和等量地排入輸種管，落入溝底。 對(duì)排種器的要求是：均勻播種，播種量穩(wěn)定，不損傷種子，不會(huì)因工作條件改變而改變播量，通用性好且使用范圍大。 排種器的工藝實(shí)質(zhì)是：通過排種器對(duì)種子的作用，將種子由群體化為個(gè)體、化為均勻的種子流或連續(xù)的單粒種子。 排種器以窩眼式排種器和外槽輪式排種器為代表，其他類型的排種器大多是在上述排種器的基礎(chǔ)上的演變產(chǎn)物。為了能夠選擇更合適的排種器來對(duì)各種排種器進(jìn)行一下了解： 1.窩眼式排種器(如圖2—3)：它的基本部件是一個(gè)圓柱體，在圓柱的表面均勻分布有一定大小和數(shù)量的凹圓窩，圓窩的直徑是根據(jù)種子大小和下種數(shù)量來確定。圓柱安裝在種子箱底部，可以繞軸旋轉(zhuǎn)。工作時(shí)，落在窩內(nèi)的種子 隨圓柱旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)出種子箱底口時(shí)，多余的種子被刮種器擋住，留在凹坑內(nèi)的種子轉(zhuǎn)到下方時(shí)，便落入種溝內(nèi)。這種排種器常用在點(diǎn)播機(jī)上。 圖2—3窩眼式排種器 圓柱形排種器播種量的調(diào)節(jié)，采用更換型孔輪，選擇不同大小的凹坑來實(shí)現(xiàn)。株距或穴距的調(diào)節(jié)靠選配不同數(shù)量凹坑的圓柱，或者把原來圓柱堵死一部分凹坑。 2.外槽輪式排種器：如果把圓柱上的凹坑給以軸向擴(kuò)長(zhǎng)，并增加在圓周上的分布密度，就可以發(fā)展成為外槽輪式排種器（如圖2—4）。 圖2—4外槽輪式排種器 外槽輪式排種器由排種盒、排種軸、外槽輪、阻塞套、內(nèi)齒形檔圈、排種舌等組成。 外槽輪式排種器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用調(diào)整方便，通用性好、工作可靠和排種量較準(zhǔn)確、穩(wěn)定等特點(diǎn)。 外槽輪式排種器的工作原理是以凹槽進(jìn)行強(qiáng)制排種，當(dāng)排種軸帶動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，種子充入槽輪凹槽內(nèi)，并在槽輪齒的強(qiáng)制推動(dòng)下經(jīng)排種口排出，此層種子稱為強(qiáng)制層。同時(shí)，處在槽輪外的種子，在槽輪與種子及種子間摩擦作用下也被帶出，此層種子稱為帶動(dòng)層，帶動(dòng)層種子的排種速度低于槽輪的圓周速度，且由內(nèi)向外逐漸遞減直至為零。在帶動(dòng)層處，則是不流動(dòng)的靜止層，槽輪內(nèi)和帶動(dòng)層的種子逐漸排出后，靜止層內(nèi)種子逐步補(bǔ)給，從而完成連續(xù)排種。 外槽輪式排種器分下排式和上、下排式。下排式排種器，可改變排種舌位置調(diào)節(jié)排種間隙以適應(yīng)種子尺寸。上、下排式排種器，可變換旋轉(zhuǎn)方向，下排用于排中、小粒種子（排種間隙不變），上排用于排大粒種子。 排種量的大小可通過改變槽輪的轉(zhuǎn)速或工作長(zhǎng)度（槽輪在排種盒內(nèi)的長(zhǎng)度）來調(diào)整，且設(shè)計(jì)為易更換式。 3.圓盤式排種器：這種排種器適用于點(diǎn)播機(jī)。排種圓盤平放在種子箱的底部，圓盤上沿圓周有若干圓孔，種子就充滿在孔內(nèi)，盤上面有固定蓋，蓋內(nèi)裝有刮種器和擊種器。圓盤隨錐形齒環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，刮種器刮除盤面上多余的種子，使進(jìn)入各盤孔中的種子數(shù)量相等，當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)至盤孔和種子箱底上的種子出口相重合時(shí)，由于擊種器的作用，強(qiáng)使種子通過盤孔，下落到開溝器所開的溝里。采用圓盤式排種器的點(diǎn)播機(jī)根據(jù)種子尺寸和播種量定額，配備有各種不同規(guī)格的圓盤，播種時(shí)可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。 4.氣吸式排種器：是應(yīng)用氣吸原理進(jìn)行排種的，它的排種圓盤不是水平放置而是垂直安裝在種子箱底面，一側(cè)與種子室的種子相接，另一側(cè)與弧形氣吸室相接，在排種圓盤上開有小孔為氣流通道。種子室裝有攪拌輪，以防種子架空，并壓緊排種盤減少漏氣。在種子室內(nèi)還裝有刮種板，工作時(shí)可以刮除多余的種子。氣吸室和吸氣泵相連，氣泵工作時(shí)使氣吸室產(chǎn)生真空度，因而造成排種盤兩側(cè)壓力差，在壓力差的作用下，種子被吸附在吸種孔周圍 。由于排種盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)吸種孔帶著種子通過刮種板時(shí)，多余的種子便被刮掉。當(dāng)排種盤轉(zhuǎn)到吸氣室以外時(shí)，由于失去了對(duì)種子的氣吸作用，種子便靠自身重量落下，通過輸種管進(jìn)入種溝。排種盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，由毛刷刷凈吸種孔，吸種孔再次進(jìn)入氣吸室，又在壓力差的作用下吸附種子，如此循環(huán)連續(xù)進(jìn)行排種。 氣吸式排種器是通過機(jī)械和氣壓的聯(lián)合作用完成排種的，所以它的排種質(zhì)量一方面取決于排種盤上吸種孔的形狀、大小、數(shù)量和分布情況，以及排種盤的相對(duì)轉(zhuǎn)速；另方面也取決于氣吸室的真空度和氣流的穩(wěn)定性。氣吸式排種器不損傷種子，播種量比較精確，節(jié)省種子，但對(duì)不規(guī)則的種子(如玉米)吸附能力較差，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 經(jīng)過對(duì)以上各種排種器的了解和對(duì)現(xiàn)行播種機(jī)的認(rèn)識(shí)，從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性考慮，我的設(shè)計(jì)應(yīng)該采用常見、價(jià)格低的外槽輪式排種器和外槽輪式排肥器（如圖2—5）。外槽式適合排中型種子（小麥，大麥等）及肥料。肥杯里外槽輪的工作長(zhǎng)度可以方便地調(diào)整，以適應(yīng)用戶要求。 圖2—5 排肥輪示意圖 排種量的大小可通過改變槽輪的轉(zhuǎn)速或工作長(zhǎng)度（槽輪在排種盒內(nèi)的長(zhǎng)度）來調(diào)整，且設(shè)計(jì)為易更換式。（如圖2—6），其簡(jiǎn)圖為： 圖2—6 排種輪簡(jiǎn)圖 2.6.7開溝器設(shè)計(jì) 我設(shè)計(jì)的開溝器由前后兩對(duì)組成，前開溝器主要作用是實(shí)現(xiàn)化肥或小顆粒種子的點(diǎn)播或行播，后開溝器作用是實(shí)現(xiàn)玉米、花生等大顆粒種子的點(diǎn)播,這樣工作阻力小，節(jié)約能源，工作速度快，操作性好。 開溝器保證播種質(zhì)量的重要部件，首先開溝深度要能調(diào)整，直接影響播種的深淺，進(jìn)而影響出苗率和出苗整齊度，調(diào)好之后，在播種過程中就不要輕易變動(dòng)；其次要保證溝底平整，種子能落在溝底濕土上；再次要保證濕土覆蓋而不是干土覆蓋。這樣才能保證已播的種子能及早出苗，出苗整齊。 對(duì)開溝器的技術(shù)要求： 1.溝深一致，溝形整齊； 2.不亂土層； 3.種子在溝內(nèi)分布均勻； 4.有一定的覆土功能； 5.有良好的入土功能，不纏草不堵塞； 6.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作阻力小。 常用開溝器的形狀可分兩大類，有鋤鏟式開溝器和圓盤式開溝器。鋤鏟式又可分為銳角開溝器和鈍角開溝器；而圓盤式開溝器有雙圓盤開溝器和單圓盤開溝器兩種。 1)鋤鏟式開溝器一長(zhǎng)筒部分叫做落種管，尖頭部分叫開溝器尖，其后部是側(cè)板。 (1)銳角開溝器，構(gòu)造簡(jiǎn)單而又輕便。它的工作面與地面成銳角，入土能力較強(qiáng)，但容易纏草，造成堵塞。由于開溝時(shí)是一種把土挑起的作用，所以容易使干濕土混合形成干土覆種，造成水分損失，為此側(cè)板的后部下邊做成斜線，開溝器將過時(shí)，干土被側(cè)板的上部擋住，使側(cè)板下部的濕土先落人溝內(nèi)蓋種。 (2)鈍角開溝器構(gòu)造也很簡(jiǎn)單輕便，其工作面與地面成鈍角，它是靠重量壓入土中開溝，所以入土能力較差。開溝時(shí)將表土向兩側(cè)擠壓，開溝器前部擁土較少，干濕土不易混合，適于淺播作物。 (3)滑刀式開溝器也屬于鈍角開溝器，它體形較大，側(cè)面看很像冰刀，滑刀有銳利的刃口, 因此入土性能好。并且工作時(shí)限深板支持在地面上限制滑刀的入土深度，而且不會(huì)把濕土翻上來。適用于棉花等播種深度要求嚴(yán)格的作物。 2)圓盤式開溝器 雙圓盤開溝器是由兩片帶有刃口的鋼片圓盤組成。 圓盤自身可以繞小軸自由旋轉(zhuǎn)，兩圓盤并不平行，而是在前端相交于一點(diǎn)，后端張開9～ll度，交點(diǎn)在前方地表面處。種子是由輸種管在圓盤的張開部分導(dǎo)人溝底。 圓盤開溝器的入土角為于鈍角。由于是圓盤滾動(dòng)前進(jìn)，可將大土塊和障礙物等切斷或由其上越過，不易粘土，堵塞現(xiàn)象也較少，在潮濕的上壤上也能工作。但這種開溝器構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，不適于淺播作物(最小開溝深度約4厘米)。 各種開溝器的單行工作部件阻力見表2—1 開溝器單行工作部件阻力。 表2—1開溝器單行工作部件阻力 部件 項(xiàng)目 播種機(jī)的開溝器型式 鋤鏟式 靴式 雙圓盤式 單圓盤式 滑刀式 心鏵式 工作深度cm 2～10 2～8 4～8 4～8 4～10 5～6 平均阻力kg 3～6 2～5 8～16 7～12 20～40 20～80 平均寬度mm 40～50 10～20 30～50 20～30 40～80 20～80 由于前開溝器是點(diǎn)播，溝寬在40mm左右。設(shè)計(jì)的開溝器要阻力小，重量輕，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低，溝底較平工作穩(wěn)定，便于自動(dòng)覆土。 前開溝器選用鋤鏟式，在播種深度為60mm，開溝寬約為40mm時(shí)，其單行工作阻力約為44牛,示意圖如圖2—7,后開溝器也選用鋤鏟式開溝器，其簡(jiǎn)圖如圖2—8。 圖2—7 前開溝器簡(jiǎn)圖 圖2—8 后開溝器簡(jiǎn)圖 只播種大顆粒種子不需要施肥時(shí)，可以將前開溝器連接螺栓將后提高開溝器，高于地面，以減少運(yùn)行阻力，節(jié)約能源；同樣道理，當(dāng)播種小顆粒谷物或只施肥時(shí)，也可以將后開溝器取下；當(dāng)耘地或除草時(shí)，將前后開溝器及鎮(zhèn)壓輪、覆土器一并取下，在后開溝器位置裝上耘鋤，就可以耘地，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。 2.6.8覆土器設(shè)計(jì) 種子播下后需要復(fù)蓋一定厚度的土壤。在開溝過程中，當(dāng)開溝器走過之后，溝壁的一部分土壤能自行回落，蓋住種子。但是僅靠自行回落的土來覆蓋是不夠的，故在開溝器后面需加裝覆土或者培土鎮(zhèn)壓的裝置。 要求覆土器能先使細(xì)濕土覆蓋種子，覆蓋要嚴(yán)，且深度要均勻一致。常用的經(jīng)典覆土器主要有拖環(huán)式、拖桿式、板式、輪式。 板式覆土器，由兩塊傾斜的板由兩側(cè)向播行中心線壓擠，實(shí)現(xiàn)覆土，并有鎮(zhèn)壓作用，覆土較厚，效果也好。 目前使用的各式播種機(jī)采用的多為板式覆土器，并且還具有一定的鎮(zhèn)壓作用。我的設(shè)計(jì)也采用板式覆土器，如圖2-9 圖2—9輪式覆土器 覆土器用鋼板折彎而成，整體重量不能太大，防止覆土深度太深而增加播種機(jī)運(yùn)行時(shí)的阻力。 2.6.9鎮(zhèn)壓輪設(shè)計(jì) 播后鎮(zhèn)壓有抗旱、保墑和防風(fēng)蝕等作用，能使種子與土壤緊密接觸，有利于出苗且保證苗齊、苗全、苗壯。春季干旱的自然條件使我國大部分旱田作物有播后鎮(zhèn)壓的要求，所以玉米這種中耕作物的播種機(jī)上應(yīng)帶有鎮(zhèn)壓輪。 播后鎮(zhèn)壓強(qiáng)度有一定的要求，一般為0.3—0.5kg /cm2。但播種機(jī)上所帶的鎮(zhèn)壓輪本身不能太重，鎮(zhèn)壓輪的直徑選為150—450mm，不能過大或過小，過大則使結(jié)構(gòu)龐大笨重，過小又容易擁土而轉(zhuǎn)動(dòng)不靈，且壓后土壤產(chǎn)生裂紋，容易跑墑。此設(shè)計(jì)采用直徑為400mm的輪胎，如圖2—10： 圖2—10輪胎式鎮(zhèn)壓輪 2.6.10 地輪設(shè)計(jì) 為了更接近現(xiàn)代化作業(yè)方式，并且使播種機(jī)在非工作狀態(tài)的行駛中運(yùn)行更為便捷，我在本設(shè)計(jì)中選用和鎮(zhèn)壓輪相同的輪胎式地輪，也如圖2—10。 輪胎在安裝在金屬輪輞上，由外胎、內(nèi)胎和墊帶三部分組成。 1.外胎 一般由簾線層、緩沖層、胎圈和胎面組成。 1）胎面是覆蓋簾線層、緩沖層外側(cè)的橡膠圈，具有非常強(qiáng)的耐磨損、耐刺扎及耐沖擊性能，它的主要作用是保護(hù)簾線層和緩沖層。 2）簾線層是輪胎最為重要的部分，它的主要作用是承受輪胎負(fù)荷、沖擊及填充空氣壓力的作用。 3）緩沖層位于簾線層和胎面的中間，主要是環(huán)節(jié)輪胎從外部所受到的沖擊力，并且能防止胎面產(chǎn)生裂口以及外傷直接進(jìn)入到簾線層，同時(shí)還能起到避免胎面和簾線層剝離的作用。 4）胎圈的作用是穩(wěn)固的把輪胎固定在輪輞上，防止由充氣壓力和外力作用而產(chǎn)生變形，從而保證輪胎在行走時(shí)不致發(fā)生搖晃。 2.內(nèi)胎 內(nèi)胎由胎筒和氣門咀組成。輪胎靠?jī)?nèi)胎充入氣體，增加氣壓而承受負(fù)荷。內(nèi)胎材料除了要有良好的氣密性，還要有良好的耐熱性和耐曲撓性。胎壁要有適當(dāng)?shù)木鶆蚝穸?，即易于散熱，有能有良好的抗扯裂性能。氣門咀用作充氣的閥門，并保持氣密性。 3.墊帶 墊帶是具有一定斷面形狀的無接頭膠帶，裝與內(nèi)胎和輪輞之間，墊帶上有一個(gè)可以讓內(nèi)胎氣門咀通過的小孔。墊帶的作用是保護(hù)內(nèi)胎免受輪輞和外胎的磨損。主要用于平底輪輞上。 第3章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)及播種技術(shù)措施 3.1 傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖和動(dòng)力傳遞路線圖 3.1.1傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖 圖3—1傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖 1—直流減速電機(jī) 2—地輪 3—窩眼輪 4—掃種刷 5—種箱 6—種子 7—鏈輪和鏈條 3.1.2動(dòng)力傳遞路線圖 圖3—2 動(dòng)力傳遞路線圖 3.2 傳動(dòng)原理 整機(jī)使用鏈條傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)屬于具有撓性件的嚙合傳動(dòng)，由裝在平行軸上的兩個(gè)或多個(gè)鏈輪和繞在鏈輪上的鏈組成。工作時(shí)主動(dòng)輪通過鏈齒與鏈的嚙合從而使從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)并傳遞動(dòng)力。 鏈傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：可以獲得準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，并可以用于較大中心距的傳動(dòng)；傳動(dòng)效率較高，可達(dá)98%；不需要張緊力，作用在軸上的載荷?。蝗菀讓?shí)現(xiàn)多軸傳動(dòng)。 交流減速電機(jī)總成通過超越離合器1用鏈條將動(dòng)力傳給地輪，動(dòng)力只能由減速電機(jī)總成傳遞到地輪，而不能從地輪傳給減速電機(jī)；地輪再通過鏈條與種箱和肥箱軸相連，帶動(dòng)種盒和肥盒轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣種子在帶動(dòng)下就會(huì)排出種箱落到排種管里，從開溝器管內(nèi)下落后排到土壤里，完成播種動(dòng)作；超越離合器2則解決了前后驅(qū)動(dòng)軸的同步性；離合器閉合時(shí)為播種機(jī)作業(yè)狀態(tài)，此時(shí)，開溝器落下插入土壤，前后軸共同驅(qū)動(dòng)，提高了播種機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力，并使排種器和排肥器同時(shí)工作；離合器分離時(shí)前軸驅(qū)動(dòng)，排種器和排肥器停止工作，并且用支撐架使播種機(jī)到行走位置，則開溝器提起，減少了阻力，提高了播種機(jī)的機(jī)動(dòng)能力。 3.3 技術(shù)措施 當(dāng)今，困擾國內(nèi)播種機(jī)行業(yè)的難題主要有： 1.播種均勻性 2.播種機(jī)各行排種量一致性 3.種子破碎率 4.種肥同播時(shí)，肥料的利用率。 3.3.1播種均勻性和各行排量一致性措施 對(duì)于播種均勻性和各行排量一致性，我們可以用實(shí)驗(yàn)調(diào)整法，使偏差值控制在我們的技術(shù)要求之內(nèi)，具體方法是： 用手均勻轉(zhuǎn)動(dòng)地輪若干圈，停止后將各排種器排入接種袋的種子分別稱種，計(jì)算出平均值。比較各排種器排量與平均值的偏差，一般不超過2%，若超過要求，應(yīng)對(duì)單個(gè)槽輪工作長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。再試直至符合要求。 播種量檢查調(diào)整。用手均勻轉(zhuǎn)動(dòng)地輪N圈，停止后，稱量所排出的種子總量。和按農(nóng)業(yè)技術(shù)要求畝播量算得的排種量比較，其誤差不超過2%，若超過要求，用播量調(diào)節(jié)桿調(diào)整槽輪工作長(zhǎng)度，再試直至符合要求。 田間試驗(yàn)校正。播種機(jī)的播量經(jīng)上述試驗(yàn)調(diào)整后，在下地播種時(shí)，須經(jīng)田間復(fù)查及校正，以求播量準(zhǔn)確無誤。 在種箱內(nèi)先裝入部分種子，并將表面刮平，在內(nèi)箱壁劃出記號(hào)，然后計(jì)算出播種機(jī)在田間走一定距離應(yīng)播出的種子量。 3.3.2降低破種率措施 對(duì)破種率，我們無法現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算和解決，只有出苗后才能計(jì)算；然而，我們可以采取一些措施，降低破種率，提高播種質(zhì)量。 在排種器處采取措施： 主要是選擇合適類型和大小的排種器，保證排種器與其母體的配合；在排種器邊上安裝軟毛刷，減少種子與種子、種子與排種器之間的硬性接觸，從而保護(hù)胚芽，降低破種率。 在排種過程中采取措施：主要是減慢種子下落及入土速度，減輕種子受到的撞擊，保護(hù)種子，以降低破種率。我采取的方法是采用塑料螺旋下種管，讓種子的滑動(dòng)下落改為滾動(dòng)下落，受到的沖擊力較??；其次，把下種管平緩布置，以降低種子下落速度，保護(hù)種子。 3.3.3種肥同播時(shí)，肥料的利用率 根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)，肥排放的最好的位置是遠(yuǎn)離種子但靠近植物根系。 最佳施肥量應(yīng)使作物生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益最大并不流失到環(huán)境中。 播種同時(shí)施肥, 施肥量受作物種類和肥料的種類的限制 一般施肥方法有： 1.播種時(shí)側(cè)施 2.播種時(shí)在兩行中間施肥 3.單獨(dú)施肥 4.撒施 我設(shè)計(jì)的播種機(jī)，肥料排放在種的2厘米深, 3厘米旁側(cè)。 既能合理利用肥料，又不會(huì)造成“燒苗” 第4章 零部件設(shè)計(jì) 4.1 種箱及肥箱設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則：種箱所盛種量能供播種機(jī)工作較長(zhǎng)地段，其容積可由公式（2.3）求得： （4-1） 參考書【3】P6 式中 Qmax—最大播量（斤/畝）； B—工作幅（m），單體種箱時(shí)為行距； L—要求的地段長(zhǎng)度（m）； γ—種子容重（kg/L）。 表 4—1 主要作物播種技術(shù)要求 作 物 玉米 大豆 小麥 行距 cm 40~60 24~27 40~70 7.5~25 55~70 播 量斤/畝 4~6 點(diǎn)播2～3 6~18 12~60 播 深 cm 4~8 3~6 2~7 注：1.摘自參考書【3】P6表4—1 ?。篞max=6斤/畝 B=0.4m L=400m γ=0.664g/cm3 計(jì)算得：V=6×0.4×400／0.664×2=2L 為了節(jié)省勞動(dòng)時(shí)間，提高勞動(dòng)效率，將種子箱設(shè)計(jì)為3L，則所盛玉米種子的重量為：m=3×0.664=1.99kg。 為了增加鎮(zhèn)壓輪的壓力可以使種子箱的重心盡量后靠，在保持整體協(xié)調(diào)性的情況下，使整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理。同時(shí)種箱不能過大，盛種不能過重，這樣會(huì)增加地輪的阻力，此設(shè)計(jì)種箱設(shè)計(jì)為2.5公斤左右。 同樣道理，每畝施化肥6公斤，密度為1.2gf/cm3 ，則肥箱容積也設(shè)計(jì)為3L，可盛化肥3.6公斤。 4.2 開溝器設(shè)計(jì)及校核 我設(shè)計(jì)的開溝器由前后兩對(duì)組成，前開溝器主要作用是實(shí)現(xiàn)化肥或小顆粒種子的行播（或點(diǎn)播），后開溝器作用是實(shí)現(xiàn)玉米、花生等大顆粒種子的點(diǎn)播。 只播種小顆粒種子或只施肥時(shí)，可以將后開溝器取下或提高離開地面，以減少運(yùn)行阻力，節(jié)約能源；同樣道理，當(dāng)播種大顆粒谷物時(shí)，也可以將前開溝器提高離開地面；當(dāng)耘地或除草時(shí)，將前后開溝器及覆土器一并取下，在前開溝器位置裝上耘鋤，就可以耘地，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。 由于當(dāng)犁鏵的開溝深度在最深時(shí)，犁桿受的彎距最大，犁桿伸出的最長(zhǎng)，所以此時(shí)犁桿承受的彎距最大，所以只需校核耕深最深時(shí)的犁桿端部的彎距即可，如圖4—1。 圖 圖4—1 開溝器結(jié)構(gòu)圖 桿的理論受最大力為6.5Kg，即65N。為了計(jì)算的方便，可將阻力作用點(diǎn)簡(jiǎn)化到犁鏵中心。 桿的受力簡(jiǎn)圖可簡(jiǎn)化為一懸臂梁，如圖4—2。 圖4—2 桿的受力簡(jiǎn)圖 桿的平面彎距圖，如圖4—3。 圖4—3 桿的平面彎距圖 顯然：梁的懸臂端的彎距為0 ，固定端的彎距為19500Nmm, 它為整懸臂梁的最大受力彎距處；Mmax=MA=19500Nmm 又因?yàn)槔鐥U可視為8mm厚的鋼板來計(jì)算，由《材料力學(xué)》（劉鴻文）上冊(cè)P414附表可得： （4-2） （4-3） 由強(qiáng)度條件： （4-4） 得 于是由公式 （4-5） 因?yàn)镕=65N<504N 所以該鋼管的強(qiáng)度足夠 4.3 排種器 對(duì)于任何一種播種機(jī)來說，排種器是核心部分，是決定播種機(jī)工作質(zhì)量和工作性能優(yōu)劣的重要因素；播種機(jī)能否滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求或滿足程度如何，在很大程度上主要取決于排種器的設(shè)計(jì)和工作狀況。排種器是用來將種子由種子箱中均勻地和等量地排入輸種管，落入溝底。 為了實(shí)現(xiàn)排量可調(diào),并適應(yīng)其它谷物播種,此設(shè)計(jì)把外槽輪設(shè)計(jì)為兩組一體，可通過滑動(dòng)改變工作長(zhǎng)度,進(jìn)而改變下種量,且設(shè)計(jì)為易更換式，其簡(jiǎn)圖如圖4—4。 圖4—4 排種輪簡(jiǎn)圖 排肥和排種相互獨(dú)立，不至于使種子和肥料排到一個(gè)穴內(nèi)以防肥料將剛發(fā)芽的種子燒死。其對(duì)應(yīng)關(guān)系見后文。 4.4 地輪參數(shù)確定 4.4.1輪子直徑和輪輞寬度的確定 地輪的直徑與輪輞寬度對(duì)牽引力有直接影響，所以地輪參數(shù)的選擇就顯的較為重要了，在參看了一些資料之后，我初步確定了地輪的直徑D為400mm，輪輞寬度B為120mm，所選輪胎的各參數(shù)為： 4.4.2輪子滾動(dòng)阻力計(jì)算 輪子滾動(dòng)阻力的產(chǎn)生是由于輪子與支承面在接觸處有變形而引起的，滾動(dòng)阻力的大小由輪子、支承面材料性質(zhì)（彈性模量）、輪子的尺寸（輪輞的寬度和直徑）及其負(fù)荷等因素來決定。農(nóng)業(yè)機(jī)械在田間工作時(shí)，由于田間的土壤比較松軟，因而變形較大，故輪子滾動(dòng)所消耗的能量有時(shí)會(huì)比機(jī)器用于工作的有效的能量還要多。 剛性輪在滾動(dòng)時(shí)所需的牽引力的分析計(jì)算，均是以土壤的變形為依據(jù)。認(rèn)為土壤變形較大，壓入的輪轍較深時(shí)，輪子的滾動(dòng)摩擦系數(shù)較大。 廣泛采用的計(jì)算剛性輪牽引力的公式為： （4-6） （4-7） 公式（1）來源于參考